KR102237534B1 - Track-type SUGV with wheeled flipper - Google Patents

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KR102237534B1
KR102237534B1 KR1020170060899A KR20170060899A KR102237534B1 KR 102237534 B1 KR102237534 B1 KR 102237534B1 KR 1020170060899 A KR1020170060899 A KR 1020170060899A KR 20170060899 A KR20170060899 A KR 20170060899A KR 102237534 B1 KR102237534 B1 KR 102237534B1
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박주상
장선용
류진현
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한화디펜스 주식회사
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Abstract

본 발명은 플리퍼를 구비하는 트랙형 로봇에 관한 것으로, 양 측면에 복수의 구동 휠 및 상기 복수의 구동 휠을 둘러싼 메인 구동트랙을 구비하는 로봇 몸체; 및 상기 복수의 구동 휠 중 적어도 하나의 구동 휠의 측면에 회전 가능하게 연결된 적어도 하나의 플리퍼를 포함하되, 상기 플리퍼는, 상기 적어도 하나의 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 플리퍼 구동축에 연결되는 기저부 및 상기 기저부로부터 일 방향으로 연장된 돌출부를 포함하는 플리퍼 프레임; 상기 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 주행 구동축에 연결되며, 상기 기저부에 회전 가능하게 장착되는 플리퍼 주행 풀리; 상기 플리퍼 주행 풀리의 외주면의 일부와 상기 돌출부의 외주면의 일부를 감싸며 회전 가능하도록 감기는 주행 벨트; 상기 플리퍼 프레임에 회전 가능하게 수용되며, 상기 주행 구동축에 연결되는 증속 구동 풀리; 상기 증속 구동 풀리에 감긴 증속 벨트에 의해 회전 가능하게 감기며, 상기 증속 구동 풀리와 이격되어 형성되고, 상기 증속 구동 풀리의 직경보다 작은 직경을 가지는 증속 종동 풀리; 상기 증속 종동 풀리에 연결되고, 상기 증속 종동 풀리로부터 돌출되어 형성되는 증속 회전축; 및 상기 증속 회전축에 연결되며, 회전 가능한 증속 휠을 포함하여 고토크 모드와 고속주행 모드를 포함한다.The present invention relates to a track-type robot having a flipper, comprising: a robot body having a plurality of driving wheels on both sides and a main driving track surrounding the plurality of driving wheels; And at least one flipper rotatably connected to a side surface of at least one driving wheel among the plurality of driving wheels, wherein the flipper includes a base portion connected to a flipper drive shaft protruding from a side surface of the at least one driving wheel, and the A flipper frame including a protrusion extending in one direction from the base portion; A flipper driving pulley connected to a driving driving shaft protruding from a side surface of the driving wheel and rotatably mounted on the base portion; A traveling belt wrapped around a part of an outer circumferential surface of the flipper traveling pulley and a part of an outer circumferential surface of the protruding part and wound so as to be rotatable; A speed increase drive pulley rotatably accommodated in the flipper frame and connected to the driving drive shaft; A speed increase driven pulley which is rotatably wound by a speed increase belt wound around the speed increase drive pulley, is formed to be spaced apart from the speed increase drive pulley, and has a diameter smaller than that of the speed increase drive pulley; A speed increase rotation shaft connected to the speed increase driven pulley and protrude from the speed increase driven pulley; And a high-torque mode and a high-speed driving mode, including a speed-up wheel that is connected to the speed-up rotation shaft and is rotatable.

Description

휠이 형성된 플리퍼를 구비한 트랙형 로봇{Track-type SUGV with wheeled flipper}Track-type SUGV with wheeled flipper {Track-type SUGV with wheeled flipper}
본 발명은 트랙형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플리퍼를 가지는 무인 트랙형 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a track-type robot, and more particularly, to an unmanned track-type robot having a flipper.
소형 지상 무인차량 또는 무인 지상 로봇(SUGV, Small Unmanned Ground Vehicle)은 일반적으로 최근 재난지역이나 군사지역과 같이 인간이 접근하기 힘든 위험한 지역의 상황을 확인하기 위해서 사용되고 있다. 상기 무인 지상 로봇은 사용자의 조작에 의해 이동하거나, 구비되는 센서를 이용하여 능동적으로 이동하여 투입된 지역의 주변 상황을 촬영하여 사용자에게 전송하는 등의 임무를 수행한다. 이러한 임무의 특수성 때문에, 포장된 도로 뿐 아니라 계단 등을 포함한 각종 장애물이 산재해있는 험난한 지형에도 주행이 가능한 트랙형 무인 지상 로봇이 주로 이용되고 있다.A small unmanned ground vehicle or a small unmanned ground vehicle (SUGV) is generally used to check the situation in a dangerous area that is difficult for humans to access, such as a disaster area or a military area. The unmanned ground robot moves by the user's manipulation, or actively moves using a sensor provided to perform a task such as photographing the surrounding situation of the input area and transmitting it to the user. Due to the specificity of such a mission, a track-type unmanned ground robot capable of driving not only on paved roads but also on rough terrain scattered with various obstacles including stairs, etc. is mainly used.
일반적으로 무한궤도로 된 트랙을 이용해 움직이는 트랙형 무인 지상 로봇은 근래에 들어 군사용으로 전력화되어 로봇 운용자가 가시권이 확보되지 않은(Non-LOS) 원격지에서 통제장치를 이용해 로봇을 운용조작하고, 로봇에 장착된 각종 임무장비, 즉 EO/IR 카메라, EOD 매니풀레이터(폭발물 처리용 로봇팔) 등을 제어함으로써, 위험한 병사 임무를 로봇으로 하여금 대신 수행하도록 하는데, 그 임무 목적 외에도 점차 그 용도가 증가되고 있는 실정이다.In general, track-type unmanned ground robots that move using tracks in a caterpillar have recently been converted into military use, so that the robot operator operates the robot using a control device at a remote location where the right of sight is not secured (Non-LOS). By controlling the installed various mission equipment, namely EO/IR cameras, EOD manipulators (robot arms for explosives handling), etc., the robot performs dangerous soldier missions instead.In addition to the mission purpose, its use is gradually increasing. There is a situation.
트랙형 로봇은 트랙만으로는 계단과 같은 높낮이 차이가 있는 장애물을 원활하게 극복하기 어려우므로, 플리퍼(flipper)라는 로봇 팔을 더 포함한다. 도 1은 이와 같은 플리퍼(201)를 구비하는 종래 기술의 트랙형 로봇(200)의 사시도이다. 플리퍼(201)는 넘어가고자 하는 장애물에 먼저 도달하거나 로봇을 그 역방향에서 밀어주는 방식으로 장애물 극복에 일조한다.The track-type robot further includes a robot arm called a flipper because it is difficult to smoothly overcome obstacles with height differences such as stairs with only a track. 1 is a perspective view of a conventional track-type robot 200 having such a flipper 201. The flipper 201 helps overcome the obstacle by first reaching the obstacle to be crossed or pushing the robot in the reverse direction.
플리퍼(201)는 단순히 계단 등판, 전방 장애물 극복을 위해 장착하여 사용되어 왔다. 오늘날 사용자들은 고토크/고기동의 로봇 성능을 요구하고 있다. 그러나 트랙형 로봇의 특성상 중량, 크기의 문제로 구동장치의 용량을 증가시키는데 한계를 보인다. 소형 로봇에 장착되는 구동장치는 고토크/고기동, 중량, 크기를 동시에 만족시키기에는 물리적 한계에 도달해 있다. 공간적인 문제로 변속기를 장착할 수 없으며, 중량 문제로 용량을 증가시키는데도 한계가 있다. The flipper 201 has been simply mounted and used to overcome an obstacle in front of a stair climbing. Today, users are demanding high torque/high motion robot performance. However, due to the nature of the track-type robot, there is a limitation in increasing the capacity of the driving device due to weight and size issues. The drive system installed in the small robot has reached its physical limit to satisfy high torque/high movement, weight and size at the same time. The transmission cannot be installed due to space problems, and there is a limit to increasing the capacity due to weight problems.
또한 모터의 특성상 고토크와 고기동은 반비례적 특성을 갖는다. 트랙형 로봇(200)의 경량화를 위해 모터의 한계 속도를 올리는 경우 모터의 출력 토크는 낮아지게 된다. 이를 해결하기 위해 감속기를 장착하게 되는데, 고토크를 높이기 위해 감속비를 크게 하게되면 감속기에 의한 중량 증가가 발생한다. 또한 감속기의 허용속도의 문제로 한계가 있다.Also, due to the characteristics of the motor, high torque and high movement are inversely proportional. When the limit speed of the motor is increased to reduce the weight of the track-type robot 200, the output torque of the motor is lowered. To solve this problem, a reducer is installed. If the reduction ratio is increased to increase high torque, the weight increases due to the reducer. Also, there is a limit due to the problem of the allowable speed of the reducer.
이러한 고토크/고기동의 트랙형 로봇(200)을 개발하기 위해 트랙 휠(202)을 플리퍼(200) 선단부에 회전 가능하게 설치하여 주행 진동 저감 및 속도 향상을 얻을 수 있다. 그러나 트랙 휠이 장착된 상태에서는 플리퍼에 설치된 무한궤도의 장점인 접지력이 저하된다는 문제가 있고, 트랙 휠에 동력이 직접적으로 연결되지 않거나 플리퍼을 감고 있는 트랙에 직접적으로 연결되어 고속 회전 및 주행을 달성할 수 없다는 문제가 있다.In order to develop such a high-torque/high-motion track-type robot 200, the track wheel 202 is rotatably installed at the tip of the flipper 200 to reduce driving vibration and improve speed. However, when the track wheel is mounted, there is a problem that the grip force, which is the advantage of the caterpillar installed on the flipper, decreases, and the power is not directly connected to the track wheel or it is directly connected to the track winding the flipper to achieve high-speed rotation and driving. There is a problem that you cannot.
미국 등록특허 제9096281호 (2015.08.04. 등록)U.S. Patent No. 9096281 (registered on 2015.08.04.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고토크 및 고기동 조건을 만족하는 플리퍼를 가지는 트랙형 로봇을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a track-type robot having a flipper that satisfies high torque and high movement conditions.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 트랙형 로봇은, 양 측면에 복수의 구동 휠 및 상기 복수의 구동 휠을 둘러싼 메인 구동트랙을 구비하는 로봇 몸체; 및 상기 복수의 구동 휠 중 적어도 하나의 구동 휠의 측면에 회전 가능하게 연결된 적어도 하나의 플리퍼를 포함하되, 상기 적어도 하나의 플리퍼는, 상기 적어도 하나의 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 플리퍼 구동축에 연결되는 기저부 및 상기 기저부로부터 일 방향으로 연장된 돌출부를 포함하는 플리퍼 프레임; 상기 적어도 하나의 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 주행 구동축에 연결되며, 상기 기저부에 회전 가능하게 장착되는 플리퍼 주행 풀리; 상기 플리퍼 주행 풀리의 외주면의 일부와 상기 돌출부의 외주면의 일부를 감싸며 회전 가능하도록 감기는 주행 벨트; 상기 플리퍼 프레임에 회전 가능하게 수용되며, 상기 주행 구동축에 연결되는 증속 구동 풀리; 상기 증속 구동 풀리에 감긴 증속 벨트에 의해 회전 가능하게 감기며, 상기 증속 구동 풀리와 이격되어 형성되고, 상기 증속 구동 풀리의 직경보다 작은 직경을 가지는 증속 종동 풀리; 상기 증속 종동 풀리에 연결되고, 상기 증속 종동 풀리로부터 돌출되어 형성되는 증속 회전축; 및 상기 증속 회전축에 연결되며, 회전 가능한 증속 휠을 포함할 수 있다.A track-type robot for solving the above problem includes: a robot body having a plurality of driving wheels on both sides and a main driving track surrounding the plurality of driving wheels; And at least one flipper rotatably connected to a side surface of at least one driving wheel among the plurality of driving wheels, wherein the at least one flipper is connected to a flipper drive shaft protruding from a side surface of the at least one driving wheel. A flipper frame including a base portion and a protrusion extending in one direction from the base portion; A flipper driving pulley connected to a driving driving shaft protruding from a side surface of the at least one driving wheel and rotatably mounted on the base portion; A traveling belt wrapped around a part of an outer circumferential surface of the flipper traveling pulley and a part of an outer circumferential surface of the protruding part and wound so as to be rotatable; A speed increase drive pulley rotatably accommodated in the flipper frame and connected to the driving drive shaft; A speed increase driven pulley which is rotatably wound by a speed increase belt wound around the speed increase drive pulley, is formed to be spaced apart from the speed increase drive pulley, and has a diameter smaller than that of the speed increase drive pulley; A speed increase rotation shaft connected to the speed increase driven pulley and protrude from the speed increase driven pulley; And a speed increase wheel connected to the speed increase rotation shaft and rotatable.
상기 증속 종동 풀리 및 상기 증속 회전축은 상기 돌출부에 수용될 수 있다.The speed-up driven pulley and the speed-up rotation shaft may be accommodated in the protrusion.
상기 증속 휠은, 상기 돌출부보다 상기 일 방향으로 더 돌출될 수 있다. The speed-up wheel may protrude further in the one direction than the protrusion.
상기 증속 휠은, 상기 돌출부의 측면에 배치될 수 있다.The speed-up wheel may be disposed on a side surface of the protrusion.
상기 플리퍼 프레임은, 상기 기저부로부터 상기 돌출부로 갈수록 테이퍼(taper)질 수 있다.The flipper frame may taper toward the protrusion from the base portion.
상기 돌출부는, 상기 주행 벨트의 내주면에 접하고, 상기 주행 벨트의 주행에 따라 회전 가능하도록 연결된 롤러를 포함할 수 있다.The protrusion may include a roller connected to the inner circumferential surface of the traveling belt and rotatably connected according to the traveling of the traveling belt.
상기 플리퍼 구동축은, 충격을 흡수하는 완충부를 더 포함할 수 있다.The flipper drive shaft may further include a shock absorbing part.
상기 주행 벨트는, 무한궤도로 형성될 수 있다.The traveling belt may be formed in an endless track.
상기 로봇 몸체의 전후측 중 일측에 배치된 구동 휠에는 상기 적어도 하나의 플리퍼가 연결되고, 상기 로봇 몸체의 전후측 중 타측에 배치된 구동 휠에는 적어도 하나의 아이들 플리퍼가 연결되며, 상기 적어도 하나의 아이들 플리퍼는, 상기 적어도 하나의 아이들 플리퍼에 종동 회전 가능하게 연결된 아이들 휠을 구비할 수 있다. The at least one flipper is connected to a driving wheel disposed on one of the front and rear sides of the robot body, and at least one idle flipper is connected to a driving wheel disposed on the other of the front and rear sides of the robot body, and the at least one The idle flipper may include an idle wheel connected to the at least one idle flipper so as to be driven to rotate.
상기 적어도 하나의 플리퍼는 상기 일측에 배치된 구동 휠에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 적어도 하나의 아이들 플리퍼는 상기 타측에 배치된 구동 휠에 탈착 가능하게 결합됨으로써 전륜 구동 모드 및 후륜구동 모드 전환이 가능할 수 있다.The at least one flipper is detachably coupled to the driving wheel disposed on the one side, and the at least one idle flipper is detachably coupled to the driving wheel disposed on the other side, so that the front wheel drive mode and the rear wheel drive mode can be switched. I can.
실시예에 따른 트랙형 로봇은, 상기 주행 벨트를 이용하여 주행하는 고토크 모드와, 상기 증속 휠을 이용하여 주행하는 고속주행 모드를 포함할 수 있다.The track-type robot according to the embodiment may include a high torque mode running using the travel belt and a high speed running mode running using the speed increase wheel.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시 예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.
트랙형 로봇이 높은 기동성과 높은 토크를 동시에 얻을 수 있다.The track-type robot can achieve high maneuverability and high torque at the same time.
프레임 내에 수용되며 주행 벨트의 구동부를 공유하는 증속 구조를 가짐으로써, 플리퍼의 부피 및 무게를 고려함에 있어 모터 용량을 증가시키거나 감속기를 변경하는 것 보다 상대적으로 적은 부피 및 무게 증대를 통해 고토크/고속 기동을 모두 수행할 수 있다.By having a speed-up structure that is accommodated in the frame and shares the driving part of the driving belt, in consideration of the volume and weight of the flipper, the high torque/ All high-speed maneuvers can be performed.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification. Other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 종래 기술의 트랙 휠을 가지는 플리퍼를 구비한 트랙형 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇이 구비하는 플리퍼의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇이 구비하는 플리퍼의 배면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇이 구비하는 플리퍼의 일측플리퍼 주행 풀리를 제거한 상황을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇이 구비하는 플리퍼의 일측플리퍼 주행 풀리와 플리퍼하우징을 제거한 상황을 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇이 구비하는 플리퍼의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇의 고속주행 모드를 나타낸 측면도이다.
1 is a perspective view of a conventional track-type robot with a flipper having a track wheel.
2 is a perspective view of a track-type robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a flipper provided in a track-type robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a rear perspective view of a flipper provided in a track-type robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view showing a situation in which a flipper driving pulley on one side of a flipper provided in a track-type robot according to an embodiment of the present invention is removed.
6 is a side view showing a situation in which a flipper driving pulley and a flipper housing on one side of a flipper provided in a track-type robot according to an embodiment of the present invention are removed.
7 is a cross-sectional view of a flipper provided in a track-type robot according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a track-type robot according to an embodiment of the present invention.
9 is a side view showing a high-speed running mode of the track-type robot according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in this specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In addition, the embodiments described in the present specification will be described with reference to sectional views and/or schematic diagrams, which are ideal exemplary diagrams of the present invention. Accordingly, the shape of the exemplary diagram may be modified due to manufacturing techniques and/or tolerances. In addition, in each of the drawings shown in the present invention, each component may be somewhat enlarged or reduced in consideration of convenience of description. Throughout the specification, the same reference numerals refer to the same elements, and “and/or” includes each and all combinations of one or more of the recited items.
공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. Components can be oriented in other directions, and thus spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)의 사시도이다.2 is a perspective view of a track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)은 로봇 몸체(103)와, 로봇 몸체(103)에 연결된 플리퍼(1)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a robot body 103 and a flipper 1 connected to the robot body 103.
이하의 설명에서 전방이라 함은 트랙형 로봇(100)의 주행 방향으로서 로봇 몸체(103)의 정면이 향하는 방향이며, 후방이라 함은 전방의 반대쪽 방향으로서 주행 로봇의 주행 방향의 반대방향을 지칭한다.In the following description, the term "front" refers to the direction in which the front of the robot body 103 faces as the driving direction of the track-type robot 100, and the term "rear" refers to the direction opposite to the direction of travel of the traveling robot. .
로봇 몸체(103)는 본 발명의 트랙형 로봇(100)의 본체가 되는 구성요소로, 트랙형 로봇(100)을 구동하기 위한 구동부, 전력원이 될 수 있는 배터리, 제어 신호와 데이터를 주고받기 위한 통신 유닛, 트랙형 로봇(100)의 각 구성요소에 대한 제어 신호를 생성하는 제어부 등을 포함할 수 있으나, 로봇 몸체(103)가 포함하는 구성요소는 이에 제한되지 않는다.The robot body 103 is a component that becomes the main body of the track-type robot 100 of the present invention, a driving unit for driving the track-type robot 100, a battery that can be a power source, and exchanges control signals and data. For example, a communication unit for the track-type robot 100 and a control unit for generating a control signal for each component of the track-type robot 100 may be included, but the components included in the robot body 103 are not limited thereto.
로봇 몸체(103)는 양 측면에, 트랙형 로봇(100)의 주행을 위한 적어도 하나의 구동 휠(104) 및 메인 구동트랙(105)을 포함한다. 구동 휠(104)은 구동부에 연결되어 구동력을 전달받아 회전 가능하고, 메인 구동트랙(105)은 구동 휠(104)을 둘러싸는 무한궤도의 형태로 구성될 수 있다. 따라서 구동 휠(104)의 구동에 의해서 메인 구동트랙(105)이 구동되고, 트랙형 로봇(100)을 주행시킬 수 있다. 트랙형 로봇(100)의 양 측면에 위치한 구동 휠(104) 및 메인 구동트랙(105)은 각각 동일한 방향 또는 상이한 방향으로 회전할 수 있고, 동일한 속도로 회전하거나 상이한 속도로 회전할 수 있도록 구성됨으로써 트랙형 로봇(100)의 다양한 기동을 구현할 수 있다. The robot body 103 includes at least one driving wheel 104 and a main driving track 105 for driving the track-type robot 100 on both sides. The driving wheel 104 is connected to a driving unit and is rotatable by receiving a driving force, and the main driving track 105 may be configured in the form of a caterpillar surrounding the driving wheel 104. Accordingly, the main driving track 105 is driven by the driving of the driving wheel 104, and the track-type robot 100 can be driven. The driving wheels 104 and the main driving tracks 105 located on both sides of the track-type robot 100 can each rotate in the same direction or in different directions, and are configured to rotate at the same speed or at different speeds. Various maneuvers of the track-type robot 100 can be implemented.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇 몸체(103)의 양 측면에 각각 하나씩 총 2개의 메인 구동트랙(105)이 배치될 수 있고, 하나의 메인 구동트랙(105)의 내주면에는 각각 2개씩 총 4개의 구동 휠(104)이 전후방에 배치 및 연결되어 그 구동력을 메인 구동트랙(105)으로 전달할 수 있으나 메인 구동트랙(105)과 구동 휠(104)의 개수 및 배치되는 위치는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, a total of two main driving tracks 105 may be disposed, one on each side of the robot body 103, and two each on the inner circumferential surface of one main driving track 105. The four driving wheels 104 are arranged and connected in the front and rear, so that the driving force can be transmitted to the main driving track 105, but the number and placement of the main driving tracks 105 and the driving wheels 104 are not limited thereto. .
플리퍼(1)는 구동 휠(104)의 측면에 회전 가능하게 연결되고, 착탈이 가능하도록 연결될 수 있다. 플리퍼(1)가 구동 휠(104)과 로봇 몸체(103)의 연결면인 구동 휠(104)의 내측면이 아닌 외측면에 연결되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면 구동 휠(104)이 로봇 몸체(103)의 전후방에 배치되므로, 플리퍼(1) 역시 로봇 몸체(103)의 전방 양측에 구비될 수 있고, 후방에도 구비될 수 있다. 일 실시예와 같이 플리퍼(1)는 양 측면에 배치되어 쌍을 이루는 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다. The flipper 1 may be rotatably connected to the side of the driving wheel 104 and may be connected to be detachable. It is preferable that the flipper 1 is connected to an outer surface of the driving wheel 104, which is a connection surface between the driving wheel 104 and the robot body 103, not the inner surface. According to an embodiment, since the driving wheel 104 is disposed at the front and rear of the robot body 103, the flippers 1 may also be provided on both front and rear sides of the robot body 103, and may also be provided at the rear. As in one embodiment, the flipper 1 is preferably disposed on both sides to form a pair, but is not limited thereto.
플리퍼(1)는 구동 휠(104)의 측면으로부터 돌출된 플리퍼 구동축(11)과 주행 구동축(41)에 회전 가능하도록 연결되고, 로봇 몸체(103)에 대하여 독립적으로 각도 조절이 가능하도록 결합된다. 이에 따라 플리퍼(1)가 로봇 몸체(103)에 대해서 이루는 각도를 독립적으로 조절할 수 있으므로, 트랙형 로봇(100)이 메인 구동트랙(105)만을 이용하여 주행하는 고토크 모드 또는 후술할 증속 휠(50)만을 이용하여 주행하는 고속주행 모드 중 적절한 주행모드를 결정하여 사용할 수 있다. The flipper 1 is rotatably connected to the flipper drive shaft 11 protruding from the side surface of the drive wheel 104 and the driving drive shaft 41, and is coupled to the robot body 103 so that the angle can be adjusted independently. Accordingly, since the angle formed by the flipper 1 with respect to the robot body 103 can be independently adjusted, a high torque mode in which the track-type robot 100 travels using only the main driving track 105 or a speed-up wheel to be described later ( Among the high-speed driving modes in which only 50) is used, an appropriate driving mode can be determined and used.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플리퍼(1)에 대해서 보다 자세히 알아본다.Hereinafter, the flipper 1 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 7.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 구비하는 플리퍼(1)의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 구비하는 플리퍼(1)의 배면사시도이다.3 is a perspective view of a flipper 1 provided in the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention. 4 is a rear perspective view of a flipper 1 provided in the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)의 플리퍼(1)는 플리퍼 프레임(30), 플리퍼 주행 풀리(10), 주행 벨트(20), 증속 회전축(42), 증속 휠(50) 및 롤러(12)를 포함한다.3 and 4, the flipper 1 of the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a flipper frame 30, a flipper driving pulley 10, a driving belt 20, and an increased speed rotation shaft. (42), a speed increasing wheel (50) and a roller (12).
플리퍼 프레임(30)은 본 발명의 플리퍼(1)의 전체적인 형상을 형성하는 뼈대가 되는 구성요소이다. 플리퍼(1)는 로봇 몸체(103)로부터 돌출되어 트랙형 로봇(100)의 주행을 돕기 위해 형성된 조립체이므로, 플리퍼 프레임(30)은 일 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 일 방향이 로봇 몸체(103)의 전후방이 되도록 배치되어 로봇 몸체(103)와 결합된다. The flipper frame 30 is a component that serves as a skeleton forming the overall shape of the flipper 1 of the present invention. The flipper 1 is an assembly protruding from the robot body 103 and formed to help the track-type robot 100 to travel, so the flipper frame 30 is formed to extend in one direction, and the one direction is the robot body 103 ) Is arranged to be the front and rear of the robot body 103 and is coupled.
플리퍼 프레임(30)은 도 5에 대한 설명에서 후술할 기저부(31)와, 기저부(31)로부터 일 방향으로 연장되어 형성되는 돌출부(32)로 구성된다. 플리퍼 프레임(30)은 본 발명의 일 실시예와 같이 기저부(31)에서 돌출부(32)가 일 방향으로 연장됨과 동시에, 기저부(31)에서 돌출부(32)로 갈수록 폭이 좁아져 테이퍼(taper)진 형상으로 구성될 수 있다. 그러나 플리퍼 프레임(30)의 형상은 이에 제한되지 않는다.The flipper frame 30 includes a base portion 31 to be described later in the description of FIG. 5 and a protrusion 32 extending from the base portion 31 in one direction. The flipper frame 30 is tapered as the protrusion 32 extends from the base 31 to the protrusion 32 in one direction, and the width of the flipper frame 30 decreases from the base 31 to the protrusion 32. It can be configured in a true shape. However, the shape of the flipper frame 30 is not limited thereto.
플리퍼 프레임(30)의 내부는 빈 공간으로 구성되어, 후술할 증속 벨트(43), 증속 구동 풀리(44), 증속 종동 풀리(45) 등을 수용할 수 있다.The inside of the flipper frame 30 is composed of an empty space, and may accommodate a speed increase belt 43, a speed increase drive pulley 44, a speed increase driven pulley 45, and the like, which will be described later.
돌출부(32)는 기저부(31)로부터 일 방향으로 연장되어 형성되는 부위로, 후술할 증속 구동 풀리(44)를 수용하고, 증속 회전축(42)을 수용하며, 증속 휠(50)이 회전 가능하게 연결된다. 또한 외주면의 일부에 주행 벨트(20)의 내주면의 일부가 접촉할 수 있으므로, 돌출부(32)가 주행 벨트(20)의 주행을 돕는 역할을 할 수 있다. The protrusion 32 is a portion formed by extending in one direction from the base 31, accommodating a speed increasing drive pulley 44 to be described later, accommodating the speed increasing rotation shaft 42, and allowing the speed increasing wheel 50 to rotate. Connected. In addition, since a part of the inner circumferential surface of the traveling belt 20 may come into contact with a part of the outer circumferential surface, the protrusion 32 may serve to assist the traveling of the traveling belt 20.
플리퍼 주행 풀리(10)는 기저부(31)에 회전 가능하게 연결되어 플리퍼(1)의 주행 벨트(20)가 플리퍼(1)를 둘러싸고 주행하도록 하는 풀리(pulley, 도르래) 장치로, 기저부(31)를 기저부(31)의 양 측면에서 둘러싸도록 형성된다. 동시에 플리퍼 주행 풀리(10)는, 구동 휠(104)의 측면으로부터 측방을 향해 돌출된 주행 구동축(41)에 연결되어 구동력을 전달받는다. 여기서 주행 구동축(41)은 구동 휠(104)로부터 돌출되어 있으므로 구동 휠(104)의 회전에 따라 같이 회전하거나 로봇 몸체(103)에 구비된 별도의 구동부에 연결되어 회전하는 축 요소이다. 따라서 플리퍼 주행 풀리(10)는 이러한 주행 구동축(41)으로부터 구동력을 전달받아 주행 구동축(41)을 중심으로 회전하며, 이러한 회전은 플리퍼 프레임(30)의 회전과 독립적으로 이루어질 수 있다.The flipper traveling pulley 10 is a pulley device that is rotatably connected to the base portion 31 to allow the traveling belt 20 of the flipper 1 to travel around the flipper 1, and the base portion 31 Is formed so as to surround it on both sides of the base portion 31. At the same time, the flipper traveling pulley 10 is connected to a traveling drive shaft 41 protruding from the side of the drive wheel 104 toward the side to receive a driving force. Here, since the driving drive shaft 41 protrudes from the driving wheel 104, it rotates together with the rotation of the driving wheel 104 or is connected to a separate driving unit provided in the robot body 103 to rotate. Accordingly, the flipper traveling pulley 10 receives a driving force from the traveling drive shaft 41 and rotates about the traveling drive shaft 41, and this rotation can be made independently of the rotation of the flipper frame 30.
플리퍼 주행 풀리(10)는 주행 벨트(20)에 의해 주행 가능하도록 감긴다. 무한궤도로 형성될 수 있는 주행 벨트(20)의 내주면의 일부 영역에는 플리퍼 주행 풀리(10)가 접촉하여, 플리퍼 주행 풀리(10)의 회전이 주행 벨트(20)로 전달되도록 할 수 있다. 플리퍼 주행 풀리(10)가 주행 구동축(41)에 의해 회전하면, 주행 벨트(20)가 회전하게 되는 것이다. 플리퍼 주행 풀리(10)와 주행 벨트(20)는 일반적인 도르래와 벨트의 형태일 수 있으나, 사슬톱니바퀴인 스프로킷(sprocket)과 체인(chain)의 형태일 수도 있으며 이에 제한되지 않는다.The flipper traveling pulley 10 is wound so as to be able to run by a traveling belt 20. The flipper traveling pulley 10 may contact a partial area of the inner circumferential surface of the traveling belt 20 that may be formed as a caterpillar track, so that the rotation of the flipper traveling pulley 10 can be transmitted to the traveling belt 20. When the flipper traveling pulley 10 is rotated by the traveling drive shaft 41, the traveling belt 20 is rotated. The flipper traveling pulley 10 and the traveling belt 20 may be in the form of a general pulley and belt, but may be in the form of a sprocket and a chain, which are chain sprockets, and are not limited thereto.
주행 벨트(20) 내주면의 다른 일부 영역은 돌출부(32)의 외주면 일부에 접촉할 수 있으며, 돌출부(32)에 대해 회전 가능하게 연결된 적어도 하나의 롤러(12)에 접할 수도 있다. 롤러(12)는 돌출부(32)의 양 측면에 모두 형성될 수 있다. 롤러(12)는 주행 벨트(20)의 내주면을 지지하고 있으며 회전 가능하므로, 주행 벨트(20)가 주행함에 따라 회전할 수 있다. 다만 롤러(12)가 어떠한 구동력을 회전축으로부터 전달받아 직접 주행 벨트(20)를 주행시키는 것이 아니므로, 주행 벨트(20)의 구동을 지지하는 역할을 한다.Another partial area of the inner circumferential surface of the traveling belt 20 may contact a part of the outer circumferential surface of the protrusion 32 and may contact at least one roller 12 rotatably connected to the protrusion 32. The roller 12 may be formed on both sides of the protrusion 32. Since the roller 12 supports the inner circumferential surface of the traveling belt 20 and is rotatable, it can rotate as the traveling belt 20 travels. However, since the roller 12 does not directly drive the traveling belt 20 by receiving any driving force from the rotating shaft, it serves to support the driving of the traveling belt 20.
주행 벨트(20)가 내주면의 양 단에서 돌출부(32) 또는 롤러(12)와, 플리퍼 주행 풀리(10)에 의해 지지되며, 플리퍼 프레임(30)의 외주면을 둘러싸도록 형성된다. 따라서 플리퍼(1)의 외주면에 접하게 되는 지형지물은 주행 벨트(20)에 일차적으로 접촉하게 된다.The traveling belt 20 is supported by the protrusion 32 or the roller 12 and the flipper traveling pulley 10 at both ends of the inner circumferential surface, and is formed to surround the outer circumferential surface of the flipper frame 30. Accordingly, a feature that comes into contact with the outer circumferential surface of the flipper 1 primarily contacts the traveling belt 20.
증속 회전축(42)은 증속 구조에 의해 증속된 회전을 전달하는, 도 6에 대한 설명에서 후술할 증속 종동 풀리(45)에 연결되어 회전하는 구성요소이며, 증속 휠(50)은 이러한 증속 회전축(42)에 연결되어 증속 회전축(42)을 중심으로 회전하는 구성요소이다. 증속 회전축(42)에 대한 자세한 사항은 도 6에 대한 설명에서 후술한다.The speed-up rotation shaft 42 is a component that is connected to and rotates the speed-up driven pulley 45 to be described later in the description of FIG. 6 that transmits the speed-up rotation by the speed-up structure, and the speed-up wheel 50 is such a speed-up rotation shaft ( It is a component that is connected to 42) and rotates around the speed-up rotation shaft 42. Details of the speed increasing rotation shaft 42 will be described later in the description of FIG. 6.
증속 휠(50)은 증속 구조에 의해 증속된 회전에 의해 구동되므로, 플리퍼(1)가 본래 구동 회전축에 의해 회전하는 속도에 비해 빨라진 속도로 회전하게 된다. 따라서 증속 휠(50)은 고속주행 모드시 지면(300)과 접촉하여 전체 트랙형 로봇(100)을 고속으로 이동시킨다.Since the speed-up wheel 50 is driven by the increased rotation by the speed-up structure, the flipper 1 rotates at a higher speed compared to the speed at which the flipper 1 is rotated by the original drive rotation shaft. Accordingly, the speed-up wheel 50 contacts the ground 300 in the high-speed driving mode to move the entire track-type robot 100 at high speed.
증속 휠(50)은 돌출부(32)에 회전 가능하게 연결될 수 있으나 돌출부(32)로부터 이격되어 배치될 수도 있다. 증속 휠(50)은 돌출부(32)의 측면에 배치되며, 바람직하게는 돌출부(32)의 외측면에 배치될 수 있다. 또한 일 실시예와 같이 증속 휠(50)은 돌출부(32)보다 일 방향으로 더 돌출됨으로써, 돌출부(32) 또는 돌출부(32)의 외주면을 감싸는 주행 벨트(20)가 외부의 접촉면에 접촉하지 않고 증속 휠(50)이 접촉하도록 형성된다. 주행 벨트(20)가 증속 휠(50)보다 먼저 외부의 접촉면에 접촉한다면, 증속 휠(50)이 접촉면에 접촉하지 못해 고속 기동이 불가능해지기 때문이다.The speed-up wheel 50 may be rotatably connected to the protrusion 32, but may be disposed spaced apart from the protrusion 32. The speed-up wheel 50 is disposed on the side of the protrusion 32, and preferably may be disposed on the outer surface of the protrusion 32. In addition, as in one embodiment, the speed-up wheel 50 protrudes further in one direction than the protrusion 32, so that the traveling belt 20 surrounding the outer circumferential surface of the protrusion 32 or the protrusion 32 does not contact the external contact surface. The speed increasing wheel 50 is formed to contact. This is because, if the traveling belt 20 contacts the external contact surface before the speed increase wheel 50, the speed increase wheel 50 does not contact the contact surface, making high-speed start impossible.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 구비하는 플리퍼(1)의 일측플리퍼 주행 풀리(10)를 제거한 상황을 나타낸 측면도이다.5 is a side view showing a situation in which the flipper driving pulley 10 on one side of the flipper 1 provided in the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention is removed.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플리퍼(1)의 플리퍼 프레임(30)은 기저부(31)를 포함한다. 기저부(31)는 구동 휠(104)의 측면으로부터 측방으로 돌출된 플리퍼 구동축(11)에 연결되는 부위이다. 여기서 플리퍼 구동축(11)은 구동 휠(104)로부터 돌출되어 있으므로 구동 휠(104)의 회전에 따라 같이 회전하거나 로봇 몸체(103)에 구비된 별도의 구동부에 연결되어 회전하는 축 요소이다. 따라서 기저부(31)는 이러한 플리퍼 구동축(11)으로부터 구동력을 전달받아 플리퍼 구동축(11)을 중심으로 플리퍼 프레임(30) 전체가 회전할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 5, the flipper frame 30 of the flipper 1 according to an embodiment of the present invention includes a base portion 31. The base portion 31 is a portion connected to the flipper drive shaft 11 protruding laterally from the side surface of the drive wheel 104. Here, since the flipper drive shaft 11 protrudes from the drive wheel 104, it is a shaft element that rotates together with the rotation of the drive wheel 104 or is connected to a separate drive unit provided in the robot body 103 to rotate. Accordingly, the base portion 31 receives a driving force from the flipper drive shaft 11 and allows the entire flipper frame 30 to rotate around the flipper drive shaft 11.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 플리퍼 프레임(30) 내에 수용되는 증속 구조에 대해서 알아본다.Hereinafter, a speed increase structure accommodated in the flipper frame 30 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 구비하는 플리퍼(1)의 일측플리퍼 주행 풀리(10)와 플리퍼 프레임(30)을 제거한 상황을 나타낸 측면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 구비하는 플리퍼(1)의 횡단면도이다.6 is a side view showing a situation in which the flipper driving pulley 10 and the flipper frame 30 on one side of the flipper 1 provided in the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention are removed. 7 is a cross-sectional view of a flipper 1 provided in the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7로부터, 플리퍼 프레임(30) 내에는 증속 구동 풀리(44), 증속 종동 풀리(45) 및 두 풀리를 잇는 증속 벨트(43)로 구성되는 증속 구조가 수용됨을 확인할 수 있다. From FIGS. 6 and 7, it can be seen that in the flipper frame 30, a speed increase structure consisting of a speed increase drive pulley 44, a speed increase driven pulley 45, and a speed increase belt 43 connecting the two pulleys is accommodated.
증속 구동 풀리(44)는 주행 구동축(41)에 연결되는 구성요소로, 주행 구동축(41)의 회전에 따라 주행 구동축(41)을 중심으로 회전한다. 증속 구동 풀리(44)의 외주면의 일부에는 증속 벨트(43)가 회전 가능하게 감기게 되고, 이에 따라 증속 구동 풀리(44)의 회전이 증속 벨트(43)에 전달되어 증속 벨트(43)가 주행하게 된다.The speed increasing drive pulley 44 is a component connected to the traveling drive shaft 41 and rotates around the traveling drive shaft 41 according to the rotation of the traveling drive shaft 41. The speeding belt 43 is rotatably wound around a part of the outer circumferential surface of the speeding drive pulley 44, and accordingly, the rotation of the speeding drive pulley 44 is transmitted to the speeding belt 43 so that the speeding belt 43 travels. It is done.
증속 구동 풀리(44)는 플리퍼 프레임(30) 내에 수용되며, 바람직하게는 기저부(31) 내에 수용된다. 주행 구동축(41)이 기저부(31)에 연결되므로, 증속 구동 풀리(44)가 주행 구동축(41)에 연결되기 위해서 기저부(31) 내에 수용되는 것이다. The speed increasing drive pulley 44 is accommodated in the flipper frame 30, preferably in the base 31. Since the traveling drive shaft 41 is connected to the base portion 31, the speed increasing drive pulley 44 is accommodated in the base portion 31 to be connected to the traveling drive shaft 41.
증속 벨트(43)는 증속 구동 풀리(44)의 외주면의 일부와 증속 종동 풀리(45)의 외주면의 일부에 회전 가능하게 감긴다. 따라서 증속 벨트(43)는 증속 구동 풀리(44)의 회전을 전달받아 주행하고, 증속 벨트(43)가 주행함에 따라 증속 종동 풀리(45)에 회전이 전달되어 증속 종동 풀리(45)도 회전하게 된다. The speed increasing belt 43 is rotatably wound around a part of the outer circumferential surface of the speed increasing drive pulley 44 and a part of the outer circumferential surface of the speed increasing driven pulley 45. Therefore, the speed-up belt 43 travels by receiving the rotation of the speed-up drive pulley 44, and as the speed-up belt 43 travels, the rotation is transmitted to the speed-up driven pulley 45 so that the speed-up driven pulley 45 also rotates. do.
증속 종동 풀리(45)는 증속 벨트(43)에 의해 회전 가능하게 감기며, 증속 구동 풀리(44)와 이격되어 배치되는 풀리이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 증속 종동 풀리(45)는 플리퍼 프레임(30) 내부에 수용되고, 바람직하게는 돌출부(32)에 수용되나 배치되는 위치는 이에 제한되지 않는다.The speed-up driven pulley 45 is a pulley that is rotatably wound by the speed-up belt 43 and is spaced apart from the speed-up drive pulley 44. According to an embodiment of the present invention, the increasing driven pulley 45 is accommodated in the flipper frame 30, and is preferably accommodated in the protrusion 32, but the position at which it is disposed is not limited thereto.
증속 종동 풀리(45)의 직경은 증속 구동 풀리(44)의 직경에 비해 작게 형성된다. 증속 종동 풀리(45)와 증속 구동 풀리(44)는 동일한 증속 벨트(43)의 내주면 일부 영역에 각각 접촉하고 있으므로, 선속도가 동일해야 한다. 그러나 증속 종동 풀리(45)의 직경이 더 작으므로, 동일한 선속도 유지를 위해서는 증속 구동 풀리(44)의 회전 각속도에 비해 증속 종동 풀리(45)의 회전 각속도가 더 커지게 된다. 선속도는 각속도와 풀리의 반경의 곱으로 나타나기 때문이다.The diameter of the speed increasing driven pulley 45 is formed smaller than the diameter of the speed increasing drive pulley 44. Since the speed-up driven pulley 45 and the speed-up drive pulley 44 are in contact with a partial area of the inner circumferential surface of the same speed-up belt 43, the linear speed must be the same. However, since the diameter of the increased driven pulley 45 is smaller, in order to maintain the same linear speed, the rotational angular speed of the increased driven pulley 45 is greater than the rotational angular speed of the increased driving pulley 44. This is because the linear velocity is expressed as the product of the angular velocity and the radius of the pulley.
증속 구동 풀리(44), 증속 종동 풀리(45) 및 증속 벨트(43)를 이용한 증속 구조는 이 밖에도 증속 구동 풀리(44)에 비해 증속 종동 풀리(45)의 회전 각속도가 증가시키는 다양한 구조를 포함할 수 있다. The speed increase structure using the speed increase drive pulley 44, the speed increase driven pulley 45 and the speed increase belt 43 includes various structures in which the rotational angular speed of the speed increase driven pulley 45 increases compared to the speed increase drive pulley 44. can do.
본 발명의 일 실시예에 따른 증속 구조가 플리퍼 프레임(30) 내에 수용되고 별도의 증속 구동원을 요구하지 않으므로, 플리퍼(1) 조립체의 부피 및 무게를 지나치게 증가시키지 않고 증속 기능과 플리퍼(1) 본연의 기능을 수행할 수 있다. Since the speed-up structure according to an embodiment of the present invention is accommodated in the flipper frame 30 and does not require a separate speed-up drive source, the speed-up function and the flipper 1 are inherent without excessively increasing the volume and weight of the flipper 1 assembly. Can perform the functions of.
증속 종동 풀리(45)에는 증속 회전축(42)이 연결된다. 증속 회전축(42)은 증속 종동 풀리(45)로부터 측방으로 돌출되어 형성됨으로써, 증속 종동 풀리(45)의 회전에 따라 회전하게 된다. 따라서 증속 회전축(42)에 연결된 증속 휠(50)이 증속 구조에 의해 증가한 속도로 회전함으로써, 플리퍼(1)의 주행 벨트(20)가 주행하는 속도보다 빠르게 회전할 수 있는 것이다.The speed increase driven pulley 45 is connected to the speed increase rotation shaft 42. The speed-up rotation shaft 42 is formed to protrude laterally from the speed-up driven pulley 45, and thus rotates according to the rotation of the speed-up driven pulley 45. Therefore, by rotating the speed increase wheel 50 connected to the speed increase rotation shaft 42 at an increased speed by the speed increase structure, it is possible to rotate faster than the speed at which the traveling belt 20 of the flipper 1 travels.
플리퍼 구동축(11)에는 완충부(60)가 형성될 수 있다. 완충부(60)는 플리퍼 프레임(30)으로부터 플리퍼 구동축(11)에 전달되는 지면(300)의 진동 또는 충격을 완화시키기 위한 장치로, 탄성이 있는 소재나, 점성이 있어 움직임에 대해 저항력을 가하는 유체가 사용될 수 있다.A buffer part 60 may be formed on the flipper drive shaft 11. The shock absorber 60 is a device for alleviating the vibration or impact of the ground 300 transmitted from the flipper frame 30 to the flipper drive shaft 11, and is a material with elasticity or viscous, which applies resistance to movement. Fluids can be used.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)의 고토크 모드 및 아이들 플리퍼(101)에 대해서 살펴본다.Hereinafter, a high torque mode and an idle flipper 101 of the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)의 사시도이다.8 is a perspective view of the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)은 전방의 두 구동 휠(104)에 플리퍼(1)를 구비하고, 후방의 두 구동 휠(106)에 아이들 플리퍼(101)를 구비한다.Referring to FIG. 8, the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention includes flippers 1 on two driving wheels 104 in front, and an idle flipper on two driving wheels 106 in the rear. 101).
아이들 플리퍼(101)는 본 발명의 일 실시예에 따른 플리퍼(1)와 유사하나, 증속 구조를 포함하지 않는다는 차이가 있다. 따라서 아이들 플리퍼(101)에 연결된 아이들 휠(102)은 증속 휠(50)과 달리 증속된 구동력을 제공받지 못하고, 단지 회전 가능하게 아이들 플리퍼(101)에 결합되어 다른 구성요소의 구동력에 의해 트랙형 로봇(100)이 주행함에 따라 회전하는 종동 휠이다.The idle flipper 101 is similar to the flipper 1 according to an embodiment of the present invention, except that it does not include a speed-up structure. Therefore, the idle wheel 102 connected to the idle flipper 101 does not receive an increased driving force unlike the speed increase wheel 50, and is coupled to the idle flipper 101 so as to be rotatable, and is track-type by the driving force of other components. It is a driven wheel that rotates as the robot 100 travels.
본 발명의 일 실시예에서는 전방측에 플리퍼(1)를, 후측에 아이들 플리퍼(101)를 구비하여 트랙형 로봇(100)이 전륜구동 모드에서 구동될 수 있다. 그러나 착탈 가능하게 구동 휠(104, 106)에 결합되는 플리퍼(1)와 아이들 플리퍼(101)가 서로 위치를 바꾸어 배치되어 후륜구동 모드에서 구동될 수도 있다.In an embodiment of the present invention, the track-type robot 100 may be driven in the front wheel drive mode by providing the flipper 1 on the front side and the idle flipper 101 on the rear side. However, the flipper 1 and the idle flipper 101, which are detachably coupled to the driving wheels 104 and 106, may be disposed in different positions to be driven in a rear-wheel drive mode.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)이 고토크 모드로 주행하는 경우를 도시한 것이다. 따라서 증속 휠(50)과 아이들 휠(102)이 외부 접촉면에 닿지 않고, 메인 구동트랙(105)을 이용해 주행이 이루어진다. 또한 장애물이 나타나는 경우 플리퍼(1) 또는 아이들 플리퍼(101)의 회전과 주행 벨트(20)의 작용에 의해 이를 극복하게 된다. 주행 벨트(20)는 증속 휠(50)에 비해서 느리게 회전하나 증속 휠(50)에 비해서 보다 높은 토크를 발생시킬 수 있으므로, 장애물의 극복에 유리하다.8 illustrates a case where the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention runs in a high torque mode. Accordingly, the speed increasing wheel 50 and the idle wheel 102 do not contact the external contact surface, and the driving is performed using the main driving track 105. In addition, when an obstacle appears, it is overcome by the rotation of the flipper 1 or the idle flipper 101 and the action of the traveling belt 20. The traveling belt 20 rotates slower than the speed-up wheel 50, but can generate a higher torque than the speed-up wheel 50, so it is advantageous in overcoming obstacles.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)의 고속주행 모드를 나타낸 측면도이다.9 is a side view showing a high-speed driving mode of the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)은 고속주행 모드에서 주행할 수 있다. 고속주행 모드에서 트랙형 로봇(100)은, 플리퍼(1)와 아이들 플리퍼(101)의 각도를, 플리퍼 구동축(11)을 이용해 도 9와 같이 로봇 몸체(103)의 하방으로 조절한다. Referring to FIG. 9, the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention may run in a high-speed driving mode. In the high-speed driving mode, the track-type robot 100 adjusts the angle of the flipper 1 and the idle flipper 101 to the lower side of the robot body 103 as shown in FIG. 9 using the flipper drive shaft 11.
플리퍼(1)의 각도가 조절됨에 따라 증속 휠(50) 및 아이들 휠(102)이 외부 접촉면인 지면(300)에 접하고, 메인 구동트랙(105)은 지면(300)과 접하지 않게 된다. 이러한 상황에서 제어 신호를 받은 구동부가 주행 구동축(41)에 구동력을 전달하면, 주행 구동축(41)의 회전에 따라 주행 구동축(41)에 연결된 플리퍼 주행 풀리(10) 및 증속 구조가 회전하게 된다. 증속 구조에 연결된 증속 회전축(42)에 증속 휠(50)이 연결되어 있으므로, 증속 휠(50)은 증가한 속도로 회전하고, 이에 따라 트랙형 로봇(100)이 고속으로 주행하게 된다.As the angle of the flipper 1 is adjusted, the speed increasing wheel 50 and the idle wheel 102 contact the ground 300 as an external contact surface, and the main driving track 105 does not contact the ground 300. In this situation, when the driving unit receiving the control signal transmits the driving force to the driving drive shaft 41, the flipper driving pulley 10 and the speed increasing structure connected to the driving driving shaft 41 rotate according to the rotation of the driving driving shaft 41. Since the speed increase wheel 50 is connected to the speed increase rotation shaft 42 connected to the speed increase structure, the speed increase wheel 50 rotates at an increased speed, and accordingly, the track-type robot 100 travels at a high speed.
아이들 플리퍼(101)에 회전 가능하게 연결된 아이들 휠(102)은 증속 휠(50)의 회전에 따라 트랙형 로봇(100)이 일 방향으로 주행하면, 지면(300)과의 마찰에 의해 회전하게 된다.The idle wheel 102 rotatably connected to the idle flipper 101 rotates by friction with the ground 300 when the track-type robot 100 travels in one direction according to the rotation of the speed increasing wheel 50. .
이와 같은 방법으로 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙형 로봇(100)은 특수한 플리퍼(1) 조립체를 이용하여 고토크 모드와 고속주행 모드를 모두 수행할 수 있다.In this way, the track-type robot 100 according to an embodiment of the present invention can perform both a high torque mode and a high speed driving mode using a special flipper 1 assembly.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims will include such modifications or variations as long as they fall within the gist of the present invention.
1 : 플리퍼 10 : 플리퍼 주행 풀리
11 : 플리퍼 구동축 12 : 롤러
20 : 주행 벨트 30 : 플리퍼 프레임
31 : 기저부 32 : 돌출부
41 : 주행 구동축 42 : 증속 회전축
43 : 증속 벨트 44 : 증속 구동 풀리
45 : 증속 종동 풀리 50 : 증속 휠
60 : 완충부 100 : 트랙형 로봇
101 : 아이들 플리퍼 102 : 아이들 휠
103 : 로봇 몸체 104 : 구동 휠
105 : 메인 구동트랙 200 : 종래기술의 트랙형 로봇
201 : 종래기술의 플리퍼 202 : 종래기술의 트랙 휠
300 : 지면
1: flipper 10: flipper driving pulley
11: flipper drive shaft 12: roller
20: traveling belt 30: flipper frame
31: base 32: protrusion
41: traveling drive shaft 42: increased speed rotation shaft
43: speed increase belt 44: speed increase drive pulley
45: increasing driven pulley 50: increasing speed wheel
60: buffer unit 100: track-type robot
101: idle flipper 102: idle wheel
103: robot body 104: drive wheel
105: main drive track 200: conventional track-type robot
201: prior art flipper 202: prior art track wheel
300: ground

Claims (10)

  1. 양 측면에 복수의 구동 휠 및 상기 복수의 구동 휠을 둘러싼 메인 구동트랙을 구비하는 로봇 몸체; 및
    상기 복수의 구동 휠 중 적어도 하나의 구동 휠의 측면에 회전 가능하게 연결된 적어도 하나의 플리퍼를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 플리퍼는,
    상기 적어도 하나의 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 플리퍼 구동축에 연결되는 기저부 및 상기 기저부로부터 일 방향으로 연장된 돌출부를 포함하는 플리퍼 프레임;
    상기 적어도 하나의 구동 휠의 측면으로부터 돌출된 주행 구동축에 연결되며, 상기 기저부에 회전 가능하게 장착되는 플리퍼 주행 풀리;
    상기 플리퍼 주행 풀리의 외주면의 일부와 상기 돌출부의 외주면의 일부를 감싸며 회전 가능하도록 감기는 주행 벨트;
    상기 플리퍼 프레임에 회전 가능하게 수용되며, 상기 주행 구동축에 연결되는 증속 구동 풀리;
    상기 증속 구동 풀리에 감긴 증속 벨트에 의해 회전 가능하게 감기며, 상기 증속 구동 풀리와 이격되어 형성되고, 상기 증속 구동 풀리의 직경보다 작은 직경을 가지는 증속 종동 풀리;
    상기 증속 종동 풀리에 연결되고, 상기 증속 종동 풀리로부터 돌출되어 형성되는 증속 회전축; 및
    상기 증속 회전축에 연결되며, 회전 가능한 증속 휠을 포함하는, 트랙형 로봇.
    A robot body having a plurality of driving wheels on both sides and a main driving track surrounding the plurality of driving wheels; And
    At least one flipper rotatably connected to a side surface of at least one driving wheel among the plurality of driving wheels,
    The at least one flipper,
    A flipper frame including a base portion connected to a flipper drive shaft protruding from a side surface of the at least one driving wheel and a protrusion extending in one direction from the base portion;
    A flipper driving pulley connected to a driving driving shaft protruding from a side surface of the at least one driving wheel and rotatably mounted on the base portion;
    A traveling belt wrapped around a part of an outer circumferential surface of the flipper traveling pulley and a part of an outer circumferential surface of the protruding part and wound to be rotatable;
    A speed increase drive pulley rotatably accommodated in the flipper frame and connected to the driving drive shaft;
    A speed increase driven pulley that is rotatably wound by a speed increase belt wound around the speed increase drive pulley, is formed to be spaced apart from the speed increase drive pulley, and has a diameter smaller than that of the speed increase drive pulley;
    A speed increase rotation shaft connected to the speed increase driven pulley and protrude from the speed increase driven pulley; And
    The track-type robot is connected to the speed increase rotation shaft and includes a speed increase wheel that is rotatable.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증속 종동 풀리 및 상기 증속 회전축은 상기 돌출부에 수용되는, 트랙형 로봇.
    The method of claim 1,
    The speed-up driven pulley and the speed-up rotation shaft are accommodated in the protrusion.
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플리퍼 프레임은,
    상기 기저부로부터 상기 돌출부로 갈수록 테이퍼(taper)지는, 트랙형 로봇.
    The method of claim 1,
    The flipper frame,
    A track-type robot that tapers from the base to the protrusion.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 6 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈
    제1항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 주행 벨트의 내주면에 접하고, 상기 주행 벨트의 주행에 따라 회전 가능하도록 연결된 롤러를 포함하는, 트랙형 로봇.
    The method of claim 1,
    The protrusion,
    A track-type robot comprising a roller connected to the inner circumferential surface of the traveling belt and rotatable according to the traveling of the traveling belt.
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